Quantification du courant alternatif : la boîte quantique comme source d'électrons uniques subnanoseconde

Quantization of the AC current : the quantum box as a subnanosecond single electron source

• Auteur / Autrice : Gwendal Fève
• Direction : Denis-Christian Glattli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique quantique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés libres

Physique mésoscopique

Gaz bidimensionnel d'électrons

Dynamique électronique cohérente

Subnanoseconde

Circuit AC quantique

Quantification du courant alternatif

Source d'électron unique

Résumé

Cette thèse est dédiée à l'étude du transport subnanoseconde de charges dans un conducteur quantique modèle: la capacité mésoscopique. En appliquant une tension hyperfréquence sur une grille située au dessus d'une boîte quantique de taille micronique, on sonde la dynamique de transfert de charges de la boîte vers un réservoir. Dans le régime linéaire, ce circuit est équivalent à une capacité quantique reliée à la densité d'états de la boîte en série d’une résistance constante et égale au demi quantum de résistance h/2e2. Dans le régime non linéaire obtenu en appliquant une tension créneau d'amplitude comparable à l'énergie d'addition de la boîte (énergie nécessaire à l’ajout d’une charge), le courant alternatif est quantifié en unité de 2ef traduisant l'émission et l'absorption par la boîte d'un unique électron par période. La phase du courant permet la détermination du temps d’échappement de la charge dans une gamme allant de la centaine de picosecondes à la dizaine de nanosecondes.